JP2004046920A - 磁気ヘッド及び磁気ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロータリアクチュエータを用いた垂直磁気記録方式の磁気ヘッドにおいて、サイドイレーズを防止しながら、高密度記録を可能とした磁気ヘッド、及び高容量化を可能とする磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】記録或いは再生の際に、磁気媒体上のいずれの位置にあっても、磁極の磁気媒体に対向する面が、情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ヘッド、或いは上部磁極の磁気媒体に対向する面が磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する円形であることを特徴とする磁気ヘッドと、このいずれかの磁気ヘッドを搭載した。
【選択図】 図6
【解決手段】記録或いは再生の際に、磁気媒体上のいずれの位置にあっても、磁極の磁気媒体に対向する面が、情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ヘッド、或いは上部磁極の磁気媒体に対向する面が磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する円形であることを特徴とする磁気ヘッドと、このいずれかの磁気ヘッドを搭載した。
【選択図】 図6
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置及び磁気ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
磁気記録方式には磁性膜に記録する情報の磁化方向によって、面内磁気記録方式と垂直磁気記録方式がある。磁気ディスク装置においては面内磁気記録方式が従来から広く用いられてきたが、垂直磁気記録方式は面内磁気記録方式に比較して高い面記録密度を実現し易いため、今後の実用化が期待されている。
【0003】
図1に、垂直磁気記録方式を用いた磁気ディスク装置の構成を示す。垂直磁気記録方式を用いた磁気ディスク装置の構成は、基本的に面内磁気記録方式を用いたディスク装置と同じである。
【0004】
まず、磁気媒体1は、情報を記録するための媒体であり、磁気ヘッド2は、磁気媒体1に、情報を磁気的に記録・再生する。ロータリアクチュエータ3は、磁気ヘッド2をアームを介して具備し、磁気媒体1面上の任意の位置へ移動させ、モータ4は、磁気媒体1を回転させ、情報の記録時に磁気ヘッド2に記録信号を供給し、再生時にはプリアンプ5が磁気ヘッド2からの再生信号を増幅する。ここで磁気ヘッド2は記録素子と再生素子とで構成され、記録素子は、プリアンプ5内部の記録回路からの記録情報信号に応じて磁化反転する記録磁界を発生させて、磁気媒体1に情報を磁化方向の変化として記録する。一方、再生素子は、磁気媒体に記録された情報からの微弱な漏洩磁界を検知して電気信号に変換してプリアンプ5内部の再生回路へ再生信号を送る。
【0005】
垂直磁気記録方式と面内磁気記録方式との方式上の大きな違いは、磁気媒体1上に記録される情報の磁化方向である。図2(a)は面内記録方式での媒体上に記録される磁化反転の方向を、図2(b)は垂直磁気記録方式における磁化反転の方向を模式的に示す。ここで記号(×)は磁気媒体1の面に対して垂直に入り込む磁化方向、記号(・)は磁気媒体1の面から垂直に飛び出す磁化方向を表す。
【0006】
図2(a)に示すように、従来一般的であった面内磁気記録方式では、記録情報に対応する磁化反転が、磁気媒体1の面、および情報トラックの方向に対して平行な向きに磁化される。これに対して、図2(b)に示すように、垂直磁気記録方式では記録情報に対応する磁化反転が磁気媒体の面に対して垂直方向に磁化される。このため、垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置は、ディスク面に対して垂直な磁化反転の記録再生に適するように、磁気ヘッド2、および磁気媒体1の構造が、面内磁気記録方式のディスク装置の場合と異なっている。
【0007】
図3は従来の垂直磁気記録方式の磁気ヘッド2の記録・再生素子部を磁気媒体面の上方からみた拡大図を示す。磁気ヘッド2は、記録素子21と再生素子22とが積層されている。従来面内記録用ヘッドでは、上部磁極8と下部磁極15間のギャップ間隔gを狭くして(例えば、g<1μm)、このギャップg間をブリッジする記録磁界を発生させる。これに対して、垂直磁気記録用磁気ヘッドでは、上部磁極8が円板面に垂直な磁界を発生させるため、ギャップ間隔gは磁気記録的にはあまり意味がなく、面内記録用ヘッドに比較して大きな値(例えば、g>5μm)となる。媒体に記録される垂直磁化は、上部磁極8の最後尾のエッジ(以下トレーリングエッジと言う)9の形状によって確定する。
【0008】
図4は、図3のヘッドを用いてロータリアクチュエータ3により記録した場合の垂直磁気記録方式の磁化状態を示す。図4では明瞭化のため、図3の磁気ヘッドの上部磁極8のみを表示し、下部磁極15は省略している。
【0009】
ここで、ロータリアクチュエータ3の回動により、磁気媒体1の情報トラックの方向と磁気ヘッドの中心線との角度θ(すなわちヨー角)が変わる。磁気ヘッドの上部磁極8が静止し、磁気媒体が回転により図中の矢印方向に移動すると、トレーリングエッジ9によって、磁気媒体に対して垂直方向に変化する磁化が記録される。
【0010】
なお、垂直磁気記録方式において、記録ヘッドの上部磁極の形状をトリミングしたヘッド構造が、特開2001−256605号公報に開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図4に示すような垂直磁気記録方式の単磁極ヘッドの場合、上部磁極8のサイドのエッジによって不要な磁化反転がトラックエッジ部に書かれてしまうサイドイレーズ現象が発生してしまう。サイドイレーズ領域10は、ヘッドの記録磁界を十分に得るために、上部磁極の厚さdを大きくすると、ヨー角θが0°でない場合に、図中に示す幅δ(=d×sinθ)に相当する領域に発生する。サイドイレーズ領域10は磁気記録的にはDCイレーズ状態に近い磁化状態になっており、この領域δが広くなると信号再生の際に自己トラックの情報信号に対するノイズトラックとなって作用し信号再生を妨げ、またトラック密度が高い場合には隣接トラックの記録信号の一部を消去してしまう危険性がある。
【0012】
特開2001−256605に記載のヘッドは、記録ヘッドの上部磁極の形状をトリミングすることにより、隣接トラックにおけるサイドイレーズの発生を防止する。この方式は、従来のヘッド構造をベースとしたサイドイレーズの対策は可能であるが、上部磁極の厚さdが長いほど、ヨー角θが大きいほど、また信号トラック間隔が小さいほど、上部磁極のトリミング量が多くなるため、必要記録磁界強度を確保することが難しい。同時にヨー角θによって、上部磁極の形状を変えなければならない。
【0013】
本発明の目的は、ロータリアクチュエータを用いた垂直磁気記録方式の磁気ヘッドにおいて、サイドイレーズを防止しながら、高密度記録を可能とした磁気ヘッド、及び高容量化を可能とする磁気ディスク装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録或いは再生の際に、磁気媒体上のいずれの位置にあっても、磁極の磁気媒体に対向する面が、情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ヘッド、或いは上部磁極の磁気媒体に対向する面が磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形であることを特徴とする磁気ヘッドと、このいずれかの磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明では、磁気ヘッドの磁極の磁気媒体に対向する面が、前記記録或いは再生の際に、前記磁極が前記磁気媒体上のいずれの位置にあっても、例えばヨー角がいずれの角度でも、情報トラック幅の内側に位置するので、ヨー角の変化によるサイドイレーズを原理的に発生させないことを特徴とする。
【0016】
図5に本発明の第1の実施例の磁気ヘッドの基本形状を示す。本実施例の磁気ヘッドでは、非磁性基板13上に下部磁気シールド14があり、下部磁気シールド14と下部磁極15とに挟まれて再生素子6がある。下部磁極15に対して記録ギャップ層16を介して記録トラック幅Twwを直径とする円形上部磁極81が位置する。したがって、磁気媒体に対して垂直方向に変化する磁化を記録するトレーリングエッジはこの円形の円弧となる。
【0017】
図6は、図5の磁気ヘッドを用いた場合の磁気媒体上の磁化の様子を示す。図6(a)はヨー角θ=0°のとき、図6(b)はθ≠0°の時の磁化状態を示す。図6に示すように、円形上部磁極81は、磁気媒体に対向する面が円形であり、この円は、磁気媒体上に形成される情報トラック幅以下の直径を有することを特徴としている。磁気媒体上に形成される磁化反転は円形上部磁極81の形状に起因した円弧状である。また、ヨー角によらず、磁気媒体上に記録される信号トラック幅(Tww)および磁化パターンは同一である。したがって、図4に示したサイドイレーズは原理的に発生せず、上部磁極81の形状をヨー角によって変える必要もない。
【0018】
図7に本発明の第2の実施例の磁気ヘッドの基本形状を示す。なお、図7では下部磁極15は省略している。本実施例の磁気ヘッドにおいて、円弧状の再生へッド821の感磁部の磁気媒体に対抗する面は、上部磁極81のトレーリングエッジの円弧に沿った円弧を有することを特徴とする。同時にこの再生ヘッド821は、上部磁極81に対して磁気媒体移動方向側に設けられている。したがって、再生ヘッドが形成された磁化反転を円弧状再生ヘッド821で再生することにより磁化反転形状に忠実な信号再生が可能となる。
【0019】
なお、本発明において円弧状再生ヘッド821の円弧の半径(rR)は、円形上部磁極81の外形半径(rw)よりも若干大きくなるが、両者の大きさを極力近づけることにより品質の良い再生信号が得られる。また、円弧状再生ヘッド821で再生することによって、従来の直線状或いは台形状の再生ヘッドに比べて感磁部の長さを長くできるので、その分だけ再生信号が多くなり信号S/N比が大きくなる。更に、従来の直線状或いは台形状の磁気ヘッドでは、円弧状に形成された磁化反転に対して感磁部を、ヨー角毎に位置合わせする必要があるが、円弧状再生ヘッド821ではこのような位置合わせの必要が無くなる。
【0020】
ここで、本発明の磁気ヘッドを搭載する磁気ディスク装置のヨー角の範囲をΘin〜Θoutとすると本来円弧状再生ヘッドの内周角Φは、
Φ=180°+(Θout − Θin)
であり、180°よりも大きな角度となる。具体的な例を挙げれば、磁気ディスク装置の最内周ヨー角Θin=−10°、最外周ヨー角Θout=+15°の場合には、円弧状再生ヘッド821の内周角は
Φ=180°+{15°−(−10°)}=205°
となる。
【0021】
本実施例の磁気ヘッドはヨー角によらず常に再生ヘッドが円形上部磁極によって形成された磁化反転部のほぼ全てをカバーできることも特徴とする。したがって再生時の信号再生効率が高く、高S/Nの信号再生が可能である。
【0022】
図8は本発明の磁気ヘッドの第3の実施例を示す。なお、図8では下部磁極15は省略している。本実施例では円弧状再生ヘッド822が信号トラック幅(Tww)の中心部に配置されることを特徴とする。すなわち、磁気ディスク装置のヨー角の範囲をΘin〜Θoutとすると円弧状再生ヘッド822の内周角Φは、
Φ=180°−(Θout − Θin)
であり、180°よりも小さい角度となる。具体的な例を挙げれば、磁気ディスク装置の最内周ヨー角Θin=−10°、最外周ヨー角Θout=+15°の場合には、円弧状再生ヘッド821の内周角は
Φ=180°−{15°−(−10°)}=155°
となる。
【0023】
本実施例の磁気ヘッドは信号トラック幅(Tww)の中心部の信号を再生するため、信号トラック端部の磁化の乱れを拾いにくいために品質の良い信号再生が可能である。また
円弧状再生ヘッド822の円弧の長さが短いため、再生ヘッドの形成が比較的容易である。
【0024】
図9に本発明の第4の実施例の磁気ヘッドを示す。なお、図9では下部磁極15は省略している。本実施例では、記録ヘッドの円形状上部磁極812の形状が半月型であることを特徴とする。上部磁極812の底部を平坦化することにより記録ヘッドの形成が容易になる利点がある。ここで、上部磁極821の磁気媒体に対向する面に形成されるトレーリングエッジは、磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する円形の円弧である。
【0025】
第4の実施例では、円弧状再生ヘッド821は、図7の第2の実施例の再生ヘッドと同様に信号トラック幅Twwの全体をカバーする再生ヘッドとの組み合わせである。したがって、再生時の信号再生効率が高く、高S/Nの信号再生が可能である。
【0026】
図10に第5の実施例の磁気ヘッドを示す。なお、図10では下部磁極15は省略している。図10において、円弧状再生ヘッド822は、図8の第3の実施例と同様に信号トラック幅Twwの中心部の信号を再生する再生ヘッドとの組み合わせである。本実施例の磁気ヘッドでは、上部磁極812の底部が平坦であるので、記録ヘッドの形成が容易になる利点があり、更に円弧状再生ヘッド822の円弧が短いため、信号トラック端部の磁化の乱れを拾いにくいために品質の良い信号再生が可能である
図11は、第4の実施例の磁気ヘッドの製造方法を示すための磁気ヘッド先端部(浮上面)の断面図である。なお、他の実施例のヘッドの製造方法についても基本的には同様である。本実施例の磁気ヘッドは、非磁性基板上に初めに記録ヘッドを形成した後、再生ヘッドを形成する。
【0027】
最初に非磁性基板上13に記録ヘッドの下部磁性層部15、記録ギャップ層16、及び上部磁極層812´を順次積層して形成する(図11(a))。次に、FIB(FineIon Beam)加工等の方法により、上部磁極層812´を円形上部磁極812の直径に相当する幅(=Tww)だけ残して除去してトリミングする(図11(b))。更に、横長の長方形にトリミングされた上部磁極をイオンミリングにより長方形のカド付近を削り取って上部磁極812の断面が半月状となるように加工する(図11(c))。
【0028】
残った記録ギャップ層16上にアルミナ層16´を形成し、上部磁極812の一部がアルミナ層16´から頭を出すようにする。図11(d)の最上部に再生ヘッド(MR)層83を形成する(図11(e))。この再生ヘッド層83は実際には多くの層が積層されて構成され、基本的は下から、下部磁気シールド、再生素子(MR膜)と電極(平坦部のみ)、及び上部磁気シールド等で構成される。再生ヘッド層はアルミナ層と、アルミナ層から一部半月状に頭を出した上部磁極812との上にかぶさる形に形成される。再生ヘッド層83の積層後、最後に再度アルミナ層17を積層して本発明のヘッドが形成される(図11(f))。
【0029】
図12は図11(e)の再生ヘッド層83付近を拡大した図である。再生ヘッド層83はMR膜84、電極85、上部磁気シールド86、下部磁気シールド87等で構成される。ここで電極85はMR膜84の平坦部のみに接触していて、平坦部では再生感度が無いので、再生へッド感磁部88は円弧状の円弧状再生ヘッド821のみとすることができる。なお、以上の説明は本発明磁気ヘッドの先端部の形成にのみ着目した説明であり、実際の磁気ヘッドの製造工程には上記の工程の他に、記録ヘッドのコイル形成などの更に複数の製造プロセスが加わる。これらの工程については基本的には従来のヘッド製造プロセスとほぼ同等と考えられるためここでは省略した。
【0030】
なお、上記実施例において、円形上部磁極81、812、円弧状再生ヘッド82、821、822は、真円でなくても良いことは言うまでもなく、記録再生の際に、ヨー角の変化によって記録磁気媒体上の位置が変化する場合に、サイドイレーズ領域が発生しない範囲内であれば、それぞれの磁極或いは再生ヘッドの磁気媒体に対向する面の形状が、例えば円形あるいは円弧に凹凸を生じていたり、楕円状になっていたりしても良い。
【0031】
また、上記第2〜第5の実施例では、円弧状の再生へッド821及び822がそれぞれ上部磁極81、812に対してディスク移動方向側に設けられているが、下部磁極15側に設けてもよい。これによって、再生ヘッドと記録ヘッドとの円弧を同じ半径とすることができ、第1の実施例の磁気ヘッドに比べて、より品質の良い再生信号が得ることができる。
【0032】
また、本発明の磁気ヘッドを図1の磁気ディスク装置に適用することによって、ロータリアクチュエータ3がアームを介して磁気ヘッド2を磁気媒体1の最外周から最内周の任意の位置に移動させることによってヨー角が発生するときでも、記録ヘッドの上部磁極の形状に起因するサイドイレーズは発生しない。これによって、従来方式の磁気ヘッドに比べて高トラック密度化が可能となり、この高トラック密度化によって磁気ディスク装置の高密度記録或いは大容量化が可能となる。
【0033】
【発明の効果】
本発明の磁気ヘッドを搭載することにより磁気ディスク装置のロータリアクチュエータに起因するヨー角が発生する場合でも、記録ヘッドの上部磁極によるサイドイレーズが原理的に発生しない。よって従来方式の磁気ヘッドに比べて高トラック密度化が可能となる。更に、本発明の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に適用することによって、高記録密度、高容量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロータリアクチュエータを搭載した一般的な磁気ディスク装置の構成を示す図。
【図2】従来の面内記録方式(a)と垂直磁気記録方式の媒体上での記録磁化方向の違いを説明する図。
【図3】従来の磁気ヘッドの構成を示す図。
【図4】従来の磁気ヘッドにおけるサイドイレーズを示す図。
【図5】本発明の第1の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図6】本発明の第1の実施例の磁気ヘッドによる記録磁化を示す図。
【図7】本発明の第2の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図8】本発明の第3の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図9】本発明の第4の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図10】本発明の第5の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図11】1本発明の第5の実施例の磁気ヘッドの製造方法の例を示す図。
【図12】本発明の第5の実施例の磁気ヘッドの再生素子の構造を示す図。
【符号の説明】
1:磁気媒体、2:磁気ヘッド、3:ロータリアクチュエータ、4:円板回転機構、5:プリアンプ、6:再生ヘッド層、8:記録ヘッドの上部磁極、9:記録ヘッドのトレーリングエッジ、10:サイドイレーズ領域、13:非磁性下地基板、14:下部磁気シールド、15:記録ヘッドの下部磁極(再生ヘッドの上部磁気シールドと兼用)、16:記録ギャップ層、16´:アルミナ層、21:記録ヘッド部、22:再生ヘッド部、81:円形上部磁極、812:円形(半月型)上部磁極、82:円弧状再生ヘッド、83:再生ヘッド層、84:MR膜、85:電極、86:上部磁気シールド、87:下部磁気シールド、88:再生ヘッド感磁部、821:円弧状再生ヘッド、821´:上部磁極層、822:円弧状再生ヘッド、θ:ヨー角、d:上部磁極厚、δ:サイドイレーズ幅、g:磁極間隔
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置及び磁気ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
磁気記録方式には磁性膜に記録する情報の磁化方向によって、面内磁気記録方式と垂直磁気記録方式がある。磁気ディスク装置においては面内磁気記録方式が従来から広く用いられてきたが、垂直磁気記録方式は面内磁気記録方式に比較して高い面記録密度を実現し易いため、今後の実用化が期待されている。
【0003】
図1に、垂直磁気記録方式を用いた磁気ディスク装置の構成を示す。垂直磁気記録方式を用いた磁気ディスク装置の構成は、基本的に面内磁気記録方式を用いたディスク装置と同じである。
【0004】
まず、磁気媒体1は、情報を記録するための媒体であり、磁気ヘッド2は、磁気媒体1に、情報を磁気的に記録・再生する。ロータリアクチュエータ3は、磁気ヘッド2をアームを介して具備し、磁気媒体1面上の任意の位置へ移動させ、モータ4は、磁気媒体1を回転させ、情報の記録時に磁気ヘッド2に記録信号を供給し、再生時にはプリアンプ5が磁気ヘッド2からの再生信号を増幅する。ここで磁気ヘッド2は記録素子と再生素子とで構成され、記録素子は、プリアンプ5内部の記録回路からの記録情報信号に応じて磁化反転する記録磁界を発生させて、磁気媒体1に情報を磁化方向の変化として記録する。一方、再生素子は、磁気媒体に記録された情報からの微弱な漏洩磁界を検知して電気信号に変換してプリアンプ5内部の再生回路へ再生信号を送る。
【0005】
垂直磁気記録方式と面内磁気記録方式との方式上の大きな違いは、磁気媒体1上に記録される情報の磁化方向である。図2(a)は面内記録方式での媒体上に記録される磁化反転の方向を、図2(b)は垂直磁気記録方式における磁化反転の方向を模式的に示す。ここで記号(×)は磁気媒体1の面に対して垂直に入り込む磁化方向、記号(・)は磁気媒体1の面から垂直に飛び出す磁化方向を表す。
【0006】
図2(a)に示すように、従来一般的であった面内磁気記録方式では、記録情報に対応する磁化反転が、磁気媒体1の面、および情報トラックの方向に対して平行な向きに磁化される。これに対して、図2(b)に示すように、垂直磁気記録方式では記録情報に対応する磁化反転が磁気媒体の面に対して垂直方向に磁化される。このため、垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置は、ディスク面に対して垂直な磁化反転の記録再生に適するように、磁気ヘッド2、および磁気媒体1の構造が、面内磁気記録方式のディスク装置の場合と異なっている。
【0007】
図3は従来の垂直磁気記録方式の磁気ヘッド2の記録・再生素子部を磁気媒体面の上方からみた拡大図を示す。磁気ヘッド2は、記録素子21と再生素子22とが積層されている。従来面内記録用ヘッドでは、上部磁極8と下部磁極15間のギャップ間隔gを狭くして(例えば、g<1μm)、このギャップg間をブリッジする記録磁界を発生させる。これに対して、垂直磁気記録用磁気ヘッドでは、上部磁極8が円板面に垂直な磁界を発生させるため、ギャップ間隔gは磁気記録的にはあまり意味がなく、面内記録用ヘッドに比較して大きな値(例えば、g>5μm)となる。媒体に記録される垂直磁化は、上部磁極8の最後尾のエッジ(以下トレーリングエッジと言う)9の形状によって確定する。
【0008】
図4は、図3のヘッドを用いてロータリアクチュエータ3により記録した場合の垂直磁気記録方式の磁化状態を示す。図4では明瞭化のため、図3の磁気ヘッドの上部磁極8のみを表示し、下部磁極15は省略している。
【0009】
ここで、ロータリアクチュエータ3の回動により、磁気媒体1の情報トラックの方向と磁気ヘッドの中心線との角度θ(すなわちヨー角)が変わる。磁気ヘッドの上部磁極8が静止し、磁気媒体が回転により図中の矢印方向に移動すると、トレーリングエッジ9によって、磁気媒体に対して垂直方向に変化する磁化が記録される。
【0010】
なお、垂直磁気記録方式において、記録ヘッドの上部磁極の形状をトリミングしたヘッド構造が、特開2001−256605号公報に開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図4に示すような垂直磁気記録方式の単磁極ヘッドの場合、上部磁極8のサイドのエッジによって不要な磁化反転がトラックエッジ部に書かれてしまうサイドイレーズ現象が発生してしまう。サイドイレーズ領域10は、ヘッドの記録磁界を十分に得るために、上部磁極の厚さdを大きくすると、ヨー角θが0°でない場合に、図中に示す幅δ(=d×sinθ)に相当する領域に発生する。サイドイレーズ領域10は磁気記録的にはDCイレーズ状態に近い磁化状態になっており、この領域δが広くなると信号再生の際に自己トラックの情報信号に対するノイズトラックとなって作用し信号再生を妨げ、またトラック密度が高い場合には隣接トラックの記録信号の一部を消去してしまう危険性がある。
【0012】
特開2001−256605に記載のヘッドは、記録ヘッドの上部磁極の形状をトリミングすることにより、隣接トラックにおけるサイドイレーズの発生を防止する。この方式は、従来のヘッド構造をベースとしたサイドイレーズの対策は可能であるが、上部磁極の厚さdが長いほど、ヨー角θが大きいほど、また信号トラック間隔が小さいほど、上部磁極のトリミング量が多くなるため、必要記録磁界強度を確保することが難しい。同時にヨー角θによって、上部磁極の形状を変えなければならない。
【0013】
本発明の目的は、ロータリアクチュエータを用いた垂直磁気記録方式の磁気ヘッドにおいて、サイドイレーズを防止しながら、高密度記録を可能とした磁気ヘッド、及び高容量化を可能とする磁気ディスク装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録或いは再生の際に、磁気媒体上のいずれの位置にあっても、磁極の磁気媒体に対向する面が、情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ヘッド、或いは上部磁極の磁気媒体に対向する面が磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形であることを特徴とする磁気ヘッドと、このいずれかの磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明では、磁気ヘッドの磁極の磁気媒体に対向する面が、前記記録或いは再生の際に、前記磁極が前記磁気媒体上のいずれの位置にあっても、例えばヨー角がいずれの角度でも、情報トラック幅の内側に位置するので、ヨー角の変化によるサイドイレーズを原理的に発生させないことを特徴とする。
【0016】
図5に本発明の第1の実施例の磁気ヘッドの基本形状を示す。本実施例の磁気ヘッドでは、非磁性基板13上に下部磁気シールド14があり、下部磁気シールド14と下部磁極15とに挟まれて再生素子6がある。下部磁極15に対して記録ギャップ層16を介して記録トラック幅Twwを直径とする円形上部磁極81が位置する。したがって、磁気媒体に対して垂直方向に変化する磁化を記録するトレーリングエッジはこの円形の円弧となる。
【0017】
図6は、図5の磁気ヘッドを用いた場合の磁気媒体上の磁化の様子を示す。図6(a)はヨー角θ=0°のとき、図6(b)はθ≠0°の時の磁化状態を示す。図6に示すように、円形上部磁極81は、磁気媒体に対向する面が円形であり、この円は、磁気媒体上に形成される情報トラック幅以下の直径を有することを特徴としている。磁気媒体上に形成される磁化反転は円形上部磁極81の形状に起因した円弧状である。また、ヨー角によらず、磁気媒体上に記録される信号トラック幅(Tww)および磁化パターンは同一である。したがって、図4に示したサイドイレーズは原理的に発生せず、上部磁極81の形状をヨー角によって変える必要もない。
【0018】
図7に本発明の第2の実施例の磁気ヘッドの基本形状を示す。なお、図7では下部磁極15は省略している。本実施例の磁気ヘッドにおいて、円弧状の再生へッド821の感磁部の磁気媒体に対抗する面は、上部磁極81のトレーリングエッジの円弧に沿った円弧を有することを特徴とする。同時にこの再生ヘッド821は、上部磁極81に対して磁気媒体移動方向側に設けられている。したがって、再生ヘッドが形成された磁化反転を円弧状再生ヘッド821で再生することにより磁化反転形状に忠実な信号再生が可能となる。
【0019】
なお、本発明において円弧状再生ヘッド821の円弧の半径(rR)は、円形上部磁極81の外形半径(rw)よりも若干大きくなるが、両者の大きさを極力近づけることにより品質の良い再生信号が得られる。また、円弧状再生ヘッド821で再生することによって、従来の直線状或いは台形状の再生ヘッドに比べて感磁部の長さを長くできるので、その分だけ再生信号が多くなり信号S/N比が大きくなる。更に、従来の直線状或いは台形状の磁気ヘッドでは、円弧状に形成された磁化反転に対して感磁部を、ヨー角毎に位置合わせする必要があるが、円弧状再生ヘッド821ではこのような位置合わせの必要が無くなる。
【0020】
ここで、本発明の磁気ヘッドを搭載する磁気ディスク装置のヨー角の範囲をΘin〜Θoutとすると本来円弧状再生ヘッドの内周角Φは、
Φ=180°+(Θout − Θin)
であり、180°よりも大きな角度となる。具体的な例を挙げれば、磁気ディスク装置の最内周ヨー角Θin=−10°、最外周ヨー角Θout=+15°の場合には、円弧状再生ヘッド821の内周角は
Φ=180°+{15°−(−10°)}=205°
となる。
【0021】
本実施例の磁気ヘッドはヨー角によらず常に再生ヘッドが円形上部磁極によって形成された磁化反転部のほぼ全てをカバーできることも特徴とする。したがって再生時の信号再生効率が高く、高S/Nの信号再生が可能である。
【0022】
図8は本発明の磁気ヘッドの第3の実施例を示す。なお、図8では下部磁極15は省略している。本実施例では円弧状再生ヘッド822が信号トラック幅(Tww)の中心部に配置されることを特徴とする。すなわち、磁気ディスク装置のヨー角の範囲をΘin〜Θoutとすると円弧状再生ヘッド822の内周角Φは、
Φ=180°−(Θout − Θin)
であり、180°よりも小さい角度となる。具体的な例を挙げれば、磁気ディスク装置の最内周ヨー角Θin=−10°、最外周ヨー角Θout=+15°の場合には、円弧状再生ヘッド821の内周角は
Φ=180°−{15°−(−10°)}=155°
となる。
【0023】
本実施例の磁気ヘッドは信号トラック幅(Tww)の中心部の信号を再生するため、信号トラック端部の磁化の乱れを拾いにくいために品質の良い信号再生が可能である。また
円弧状再生ヘッド822の円弧の長さが短いため、再生ヘッドの形成が比較的容易である。
【0024】
図9に本発明の第4の実施例の磁気ヘッドを示す。なお、図9では下部磁極15は省略している。本実施例では、記録ヘッドの円形状上部磁極812の形状が半月型であることを特徴とする。上部磁極812の底部を平坦化することにより記録ヘッドの形成が容易になる利点がある。ここで、上部磁極821の磁気媒体に対向する面に形成されるトレーリングエッジは、磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する円形の円弧である。
【0025】
第4の実施例では、円弧状再生ヘッド821は、図7の第2の実施例の再生ヘッドと同様に信号トラック幅Twwの全体をカバーする再生ヘッドとの組み合わせである。したがって、再生時の信号再生効率が高く、高S/Nの信号再生が可能である。
【0026】
図10に第5の実施例の磁気ヘッドを示す。なお、図10では下部磁極15は省略している。図10において、円弧状再生ヘッド822は、図8の第3の実施例と同様に信号トラック幅Twwの中心部の信号を再生する再生ヘッドとの組み合わせである。本実施例の磁気ヘッドでは、上部磁極812の底部が平坦であるので、記録ヘッドの形成が容易になる利点があり、更に円弧状再生ヘッド822の円弧が短いため、信号トラック端部の磁化の乱れを拾いにくいために品質の良い信号再生が可能である
図11は、第4の実施例の磁気ヘッドの製造方法を示すための磁気ヘッド先端部(浮上面)の断面図である。なお、他の実施例のヘッドの製造方法についても基本的には同様である。本実施例の磁気ヘッドは、非磁性基板上に初めに記録ヘッドを形成した後、再生ヘッドを形成する。
【0027】
最初に非磁性基板上13に記録ヘッドの下部磁性層部15、記録ギャップ層16、及び上部磁極層812´を順次積層して形成する(図11(a))。次に、FIB(FineIon Beam)加工等の方法により、上部磁極層812´を円形上部磁極812の直径に相当する幅(=Tww)だけ残して除去してトリミングする(図11(b))。更に、横長の長方形にトリミングされた上部磁極をイオンミリングにより長方形のカド付近を削り取って上部磁極812の断面が半月状となるように加工する(図11(c))。
【0028】
残った記録ギャップ層16上にアルミナ層16´を形成し、上部磁極812の一部がアルミナ層16´から頭を出すようにする。図11(d)の最上部に再生ヘッド(MR)層83を形成する(図11(e))。この再生ヘッド層83は実際には多くの層が積層されて構成され、基本的は下から、下部磁気シールド、再生素子(MR膜)と電極(平坦部のみ)、及び上部磁気シールド等で構成される。再生ヘッド層はアルミナ層と、アルミナ層から一部半月状に頭を出した上部磁極812との上にかぶさる形に形成される。再生ヘッド層83の積層後、最後に再度アルミナ層17を積層して本発明のヘッドが形成される(図11(f))。
【0029】
図12は図11(e)の再生ヘッド層83付近を拡大した図である。再生ヘッド層83はMR膜84、電極85、上部磁気シールド86、下部磁気シールド87等で構成される。ここで電極85はMR膜84の平坦部のみに接触していて、平坦部では再生感度が無いので、再生へッド感磁部88は円弧状の円弧状再生ヘッド821のみとすることができる。なお、以上の説明は本発明磁気ヘッドの先端部の形成にのみ着目した説明であり、実際の磁気ヘッドの製造工程には上記の工程の他に、記録ヘッドのコイル形成などの更に複数の製造プロセスが加わる。これらの工程については基本的には従来のヘッド製造プロセスとほぼ同等と考えられるためここでは省略した。
【0030】
なお、上記実施例において、円形上部磁極81、812、円弧状再生ヘッド82、821、822は、真円でなくても良いことは言うまでもなく、記録再生の際に、ヨー角の変化によって記録磁気媒体上の位置が変化する場合に、サイドイレーズ領域が発生しない範囲内であれば、それぞれの磁極或いは再生ヘッドの磁気媒体に対向する面の形状が、例えば円形あるいは円弧に凹凸を生じていたり、楕円状になっていたりしても良い。
【0031】
また、上記第2〜第5の実施例では、円弧状の再生へッド821及び822がそれぞれ上部磁極81、812に対してディスク移動方向側に設けられているが、下部磁極15側に設けてもよい。これによって、再生ヘッドと記録ヘッドとの円弧を同じ半径とすることができ、第1の実施例の磁気ヘッドに比べて、より品質の良い再生信号が得ることができる。
【0032】
また、本発明の磁気ヘッドを図1の磁気ディスク装置に適用することによって、ロータリアクチュエータ3がアームを介して磁気ヘッド2を磁気媒体1の最外周から最内周の任意の位置に移動させることによってヨー角が発生するときでも、記録ヘッドの上部磁極の形状に起因するサイドイレーズは発生しない。これによって、従来方式の磁気ヘッドに比べて高トラック密度化が可能となり、この高トラック密度化によって磁気ディスク装置の高密度記録或いは大容量化が可能となる。
【0033】
【発明の効果】
本発明の磁気ヘッドを搭載することにより磁気ディスク装置のロータリアクチュエータに起因するヨー角が発生する場合でも、記録ヘッドの上部磁極によるサイドイレーズが原理的に発生しない。よって従来方式の磁気ヘッドに比べて高トラック密度化が可能となる。更に、本発明の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に適用することによって、高記録密度、高容量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロータリアクチュエータを搭載した一般的な磁気ディスク装置の構成を示す図。
【図2】従来の面内記録方式(a)と垂直磁気記録方式の媒体上での記録磁化方向の違いを説明する図。
【図3】従来の磁気ヘッドの構成を示す図。
【図4】従来の磁気ヘッドにおけるサイドイレーズを示す図。
【図5】本発明の第1の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図6】本発明の第1の実施例の磁気ヘッドによる記録磁化を示す図。
【図7】本発明の第2の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図8】本発明の第3の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図9】本発明の第4の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図10】本発明の第5の実施例の磁気ヘッドを示す図。
【図11】1本発明の第5の実施例の磁気ヘッドの製造方法の例を示す図。
【図12】本発明の第5の実施例の磁気ヘッドの再生素子の構造を示す図。
【符号の説明】
1:磁気媒体、2:磁気ヘッド、3:ロータリアクチュエータ、4:円板回転機構、5:プリアンプ、6:再生ヘッド層、8:記録ヘッドの上部磁極、9:記録ヘッドのトレーリングエッジ、10:サイドイレーズ領域、13:非磁性下地基板、14:下部磁気シールド、15:記録ヘッドの下部磁極(再生ヘッドの上部磁気シールドと兼用)、16:記録ギャップ層、16´:アルミナ層、21:記録ヘッド部、22:再生ヘッド部、81:円形上部磁極、812:円形(半月型)上部磁極、82:円弧状再生ヘッド、83:再生ヘッド層、84:MR膜、85:電極、86:上部磁気シールド、87:下部磁気シールド、88:再生ヘッド感磁部、821:円弧状再生ヘッド、821´:上部磁極層、822:円弧状再生ヘッド、θ:ヨー角、d:上部磁極厚、δ:サイドイレーズ幅、g:磁極間隔
Claims (14)
- 磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
前記再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体に情報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記記録或いは再生の際に、前記磁極が前記磁気媒体上のいずれの位置にあっても、前記磁極の前記磁気媒体に対向する面が、前記情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ヘッド。 - 磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
前記再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体に情報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドにおいて、
アクチュエータアームの回動で変化するヨー角に関わらず、前記磁極の前記磁気媒体に対向する面が、前記情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ヘッド。 - 磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
前記再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体に情報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記磁極の前記磁気媒体に対向する面が前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形であることを特徴とした磁気ヘッド。 - 磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
前記再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体に情報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記磁極の前記磁気媒体に対向する面に形成されるトレーリングエッジは、前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形の円弧であることを特徴とした磁気ヘッド。 - 非磁性基板上に積層された第一の磁極と、前記磁極にギャップ層を介して位置する第二の磁極とを備えた、前記磁気媒体からの情報を記録する記録ヘッドと、前記第二の磁極上に積層された第一の磁気シールドと、この第一の磁気シールドとの間に挟まれた、前記磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドとを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記第二の磁極の前記磁気媒体に対向する面の形状が前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形であり、前記再生ヘッドの感磁部の前記磁気媒体に対向する面は、前記略円に沿った円弧を有することを特徴とする磁気ヘッド。 - 非磁性基板上に積層された第一の磁極と、この磁極にギャップ層を介して位置する第二の磁極とを備えた、磁気媒体からの情報を記録する記録ヘッドと、前記第二の磁極上に積層された第一の磁気シールドと、この第一の磁気シールドとの間に挟まれた、前記磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドとを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記第一の磁極の前記磁気媒体に対向する面に形成されるトレーリングエッジは、前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形の円弧であり、前記再生ヘッドの感磁部の前記磁気媒体に対向する面は、前記円弧に沿った円弧を有することを特徴とする磁気ヘッド。 - 前記再生ヘッドの感磁部の円弧の内周角が180°以下であることを特徴とする請求項5或いは6に記載の磁気ヘッド。
- 情報を記録する磁気媒体と、
前記磁気媒体を回転駆動させるモータと、
前記磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
この再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体に情報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドをアームを介して先端に具備するアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、
前記記録或いは再生の際に、前記磁極が前記磁気媒体上のいずれの位置にあっても、前記磁極の前記磁気媒体に対向する面が、前記情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ヘッド。 - 情報を記録する磁気媒体と、
前記磁気媒体を回転駆動させるモータと、
前記磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
この再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体に情報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドをアームを介して先端に具備するアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、
アクチュエータアームの回動で変化するヨー角に関わらず、前記磁極の前記磁気媒体に対向する面が、前記情報トラック幅の範囲内に位置する形状であることを特徴とする磁気ディスク装置。 - 情報を記録する磁気媒体と、
前記磁気媒体を回転駆動させるモータと、
前記磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
この再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体情 報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドをアームを介して先端に具備するアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、
前記磁極の前記磁気媒体に対向する面が前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形であることを特徴とした磁気ディスク装置。 - 情報を記録する磁気媒体と、
前記磁気媒体を回転駆動させるモータと、
前記磁気媒体から情報を再生する再生ヘッドと、
この再生ヘッドに対してギャップ層を挟んで対向する磁極を備え、前記磁気媒体に情報を記録する記録ヘッドとを備えた磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドをアームを介して先端に具備するアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、
前記磁極の前記磁気媒体に対向する面に形成されるトレーリングエッジは、前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形の円弧であることを特徴とした磁気ディスク装置。 - 情報を記録する磁気媒体と、
前記磁気媒体を回転駆動させるモータと、
非磁性基板上に積層された第一の磁極と、この磁極にギャップ層を介して位置する第二の磁極とを備えた、磁気媒体から情報を記録する記録ヘッドと、前記第二の磁極上に積層された第一の磁気シールドと、この第一の磁気シールドとの間に挟まれた、前記磁気媒体からの情報を再生する再生ヘッドとを備えた磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドをアームを介して先端に具備するアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、
前記第二の磁極の前記磁気媒体に対向する面の形状が前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形であり、前記再生ヘッドの感磁部の前記磁気媒体に対向する面は、前記略円に沿った円弧を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 情報を記録する磁気媒体と、
前記磁気媒体を回転駆動させるモータと、
非磁性基板上に積層された第一の磁極と、この磁極にギャップ層を介して位置する第二の磁極とを備えた、磁気媒体から情報を記録する記録ヘッドと、前記第二の磁極上に積層された第一の磁気シールドと、この第一の磁気シールドとの間に挟まれた、磁気媒体からの情報を再生する再生ヘッドとを備えた磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドをアームを介して先端に具備するアクチュエータとを備えた磁気ディスク装置において、
前記第一の磁極の前記磁気媒体に対向する面に形成されるトレーリングエッジは、前記磁気媒体に形成される情報トラック幅以下の直径を有する略円形の円弧であり、前記再生ヘッドの感磁部の前記磁気媒体に対向する面は、前記円弧に沿った円弧を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 前記再生ヘッドの感磁部の円弧の内周角が180°以下であることを特徴とする請求項12或いは13に記載の磁気ディスク装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002199391A JP2004046920A (ja) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 磁気ヘッド及び磁気ディスク装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007220273A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 垂直磁気ヘッド及びその製造方法 |
JP2010250919A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Toshiba Storage Device Corp | 磁気記録ヘッドおよび磁気記憶装置 |
-
2002
- 2002-07-09 JP JP2002199391A patent/JP2004046920A/ja active Pending
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JP2007220273A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 垂直磁気ヘッド及びその製造方法 |
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